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Y型网式过滤器多目标优化正交试验 总被引：1，自引：0，他引：1
为了提高Y型网式过滤器水力性能和抗堵塞性能,以出口与筒体间夹角、入口缩小比、导流片高度和导流片圆心角为试验因素,采用CFD-DEM耦合和物理试验相结合的方法对过滤器内部的过滤过程进行探究。通过系列数值模拟正交试验结果的极差分析探索各因素对水头损失、中速过流量区域面积占比、颗粒分布相对标准偏差及拦截率4个指标影响的敏感度,结果表明：中、高速过流量区域均集中在出口侧,当出口与筒体间夹角越小时,出口截面积与其呈正相关,且对应中速过流区面积越大,水力性能越好。颗粒集中通过区域与中速过流量区域相对应,入口缩小比的增大使颗粒分布越均匀,抗堵塞性能越好。结构优化参数组合为：出口与筒体间夹角35°、入口缩小比22/26、导流片高度10mm、导流片圆心角90°,其中夹角对综合指标影响最为显著,是结构设计的关键参数。与改进前相比,水头损失减小了36.6%,相对标准偏差减小了43.26%,拦截率提高了3.93个百分点,中速过流量区域面积占比增加了15.77个百分点,表明了优化方案的有效性。研究结果可为网式过滤器的优化设计提供参考。 相似文献
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导流片对Y型网式过滤器性能的影响 总被引：3，自引：3，他引：0
针对网式过滤器内部导流片改变了原有的水沙运动规律,使其水沙运动更加复杂的现状,该文采用CFD-DEM耦合数值模拟和试验测试的方法,对比分析了有无导流片时,过滤器内的水流运行、流量分布及压降系数等水力特性的变化,研究了沙粒在网腔和滤网面上的运动及分布情况。结果表明:与无导流片时相比,导流片使得滤网面上流量变得均匀。清水试验时,有导流片的压降系数较无导流片的大17.92%,水头损失大。过滤浑水时,有导流片的过滤器压降系数小,流速下降比变化平缓,过流能力明显提高;沙粒主要分布在滤网面中心线上及两侧较大流量的位置,有、无导流片时堵头内的沙粒数占总数比分别为90.07%、50.98。导流片的安装减少了泥沙在滤网面上的堆积,提高了过滤器的抗堵塞性能。 相似文献
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基于CFD-DEM耦合的揉丝机排料装置内物料运动模拟与试验 总被引：1，自引：1，他引：0
为解决传统物理方法难以对揉丝机排料装置内物料运动进行可视化研究的问题,基于CFD-DEM气固耦合法,采用RNG K-ε湍流模型及Euler-Lagrange耦合算法对揉丝机不同主轴转速下排料装置内物料运动过程、内流道气流速度分布、气流对物料的耦合力分布进行了数值模拟,并对风扇主轴转速3 000r/min时物料运动过程进行分区域研究。结果表明:在风扇主轴额定转速3 200r/min范围内,主轴转速2 000、2 500和3 000r/min在模拟结束时分别排出物料数量为6 191、6 669和7 161个;不同区域内物料平均速度形成梯度分布,由大到小依次为物料出口区域(10.00m/s)、风扇转动区域(6.00m/s)、物料入口区域(0.87m/s);风扇转动区域气流速度最大(峰值50.00m/s),对物料耦合力作用最强,物料入口区域则耦合力最小;物料在入口区域内数量最多并在模拟结束时发生少量堆积,在出口区域未见回流现象发生。对模拟结果进行了试验验证,结果表明利用CFD-DEM气固耦合法对揉丝机排料装置内物料运动进行可视化研究是可行的。 相似文献
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原茬地免耕覆秸精播机在高速作业过程中，粉尘影响气吸式排种器排种性能，导致播种质量降低。该文对作业粉尘进行物性参数测定，通过理论分析建立粉尘飘移运动学模型，运用CFD-DEM耦合和二次回归正交旋转中心组合试验方法，以作业速度、风向和风速为试验因素，粉尘浓度为评价指标，探究原茬地免耕覆秸精播机作业周围5m空间内的粉尘分布规律。结果表明：风向和风速对粉尘浓度具有极显著影响(P<0.01)，作业速度具有显著影响(P<0.05)，影响主次顺序为风速、风向、作业速度；最小粉尘浓度分布空间为清秸防堵种床整备装置上方对应中间播种行0.32 m3的立方体空间范围。田间验证试验结果表明，虚拟仿真与田间试验粉尘分布范围相对误差小于8.6%，仿真分析方法可行，结果可靠。研究结果可为主动防堵式免耕播种机特别是原茬地免耕覆秸精播机防尘式气吸排种系统设计提供理论参考依据。 相似文献
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为了解决由于颗粒粒径大、流体相互作用复杂导致的混输泵内两相流动研究困难的问题,针对10 mm颗粒粒径的混输泵流动,使用标准k-ω模型,构建相同体积浓度、不同颗粒粒径的流动模型来研究粒径对于泵外特性的影响,并探究不同粒径颗粒在泵内的分布情况.同时,还结合熵产理论,研究不同流量下混输泵内的能量损失及泵内过流部件的局部熵产情况.结果表明,混输泵叶轮流道内,颗粒在叶轮入口处发生低速堆积现象,颗粒速度随径向距离增大而增大.另一方面,在两极之间,第2级叶轮入口颗粒堆积现象减弱.随着粒径减小,颗粒在叶轮流道内加速度增大,出口处小粒径颗粒速度较大,且小粒径颗粒贴叶片运动现象比较明显.对比熵产,两极之间第2级熵产损失明显较大,造成2级外特性差异.同时,对比熵产分布发现,第2级叶轮和导叶内的局部熵产生率较大.研究结果对深海采矿水力提升装置中粗颗粒混输泵内流动的研究具有一定的参考价值. 相似文献
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为探究水射流清洗猪粪的过程和效果，利用计算流体力学和离散元法（computational fluid dynamics-discrete element method，CFD-DEM）耦合对水射流清洗猪粪过程进行数值模拟。结果表明：1）水射流清洗猪粪过程分为三个阶段：自由射流清洗、淹没射流清洗、冲击强化，水射流到达猪粪层表面后0.45 s内清洗效率最高；2）在同结构参数和工作压力下，锥形喷嘴清洗效果优于直锥形喷嘴，连续清洗0.45 s时刻锥形喷嘴清洗量比直锥形喷嘴高约0.83%；3）锥形喷嘴最大水平清洗移速与清洗目标深度、工作压力负相关，与喷嘴出口直径无明显关系，其中清洗目标深度影响最大。该研究提出了60%含水率的猪粪颗粒粗粒建模方法，并通过清洗试验验证了耦合仿真的有效性，研究结果可为畜禽粪污清洗装备的设计与优化提供理论参考。 相似文献
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为了探究折叶片旋流泵固液两相输送机理，基于CFD-DEM (Computational fluid dynamics-discrete element method)耦合算法，选用油菜籽和黄豆颗粒等比例混合，在不同流量工况和体积分数下对旋流泵进行固液两相流数值模拟和试验研究。同时也研究了折叶片旋流泵内部流动规律及颗粒分布特征。小流量工况下，进口管内螺旋回流长度较长，对进口来流扰动较大。随着流量增大，进口管回流长度逐渐缩短。叶轮前端面旋涡随流量增大，数量先增加后减少，且逐渐向折点方向聚拢。泵内颗粒受循环流和贯通流的共同作用，进口管中心部颗粒主要受贯通流影响，直接穿过无叶腔，冲击叶轮进口；靠近管壁的颗粒受循环流影响较大。无叶腔内颗粒分布呈现出：中心部最高，中间部随外径增大浓度逐渐降低，外缘部浓度稍有上升。叶轮前半部颗粒数量明显少于叶轮后半部，颗粒沿叶片第1段折边运动，在折点处开始发生分离，不再跟随第2段折边。不同工况下，泵进口有不同程度的螺旋回流现象，导致进口过流面积减小。循环流的存在，使得无叶腔和进口管的颗粒充分旋起，泵送能力增强，不易发生堵塞。 相似文献
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叶片撞击是鱼类过泵损伤的最主要因素，为了研究鱼类通过贯流泵的撞击损伤特性，基于CFD-DEM耦合方法，通过修改耦合接口代码优化曳力计算模型，研究贯流泵中鱼体与叶片及壁面撞击后的运动行为及受力损伤。以简化的平板撞击鱼类为数值模拟的切入点，分析了鱼体受到撞击损伤的影响因素，并预测鱼体的过泵损伤死亡率。结果表明：通过数值模拟与实验拟合，得到导致鱼体长度与叶片前缘厚度之比(L/d)为2时鱼类死亡的撞击力阈值为2 446 N;减小叶片前缘倾角、减小鱼体撞击速度、增大叶片前缘厚度，可降低鱼体与叶片前缘碰撞受力来降低鱼体的受力损伤；贯流泵中鱼体与叶片前缘碰撞产生的撞击力最大，撞击损伤最严重，是贯流泵装置中造成鱼类死亡的主要部件；泵站来流中鱼体尺度越小，叶片撞击概率越低，减小L/d,可以降低前缘撞击力，从而提高鱼类过泵存活率。 相似文献